压力铸造模具设计说明

压力铸造模具设计说明

一、压铸简介压力铸造简称压铸，是一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填钢制模具的型腔，并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法。压铸区别于其它铸造方法的主要特点是高压和高速。①金属液是在压力下填充型腔的，并在更高的压力下结晶凝固，常见的压力为15—100MPa。②金属液以高速充填型腔，通常在10—50米/秒，有的还可超过80米/秒，（通过内浇口导入型腔的线速度—内浇口速度），因此金属液的充型时间极短，约0.01—0.2秒（须视铸件的大小而不同）内即可填满型腔。压铸机、压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素，缺一不可。所谓压铸工艺就是将这三大要素有机地加以综合运用，使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的、尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件，甚至优质铸件。1、压铸机（1）压铸机的分类压铸机按压室的受热条件可分为热压室与冷压室两大类。而按压室和模具安放位置的不同，冷室压铸机又可分为立式、卧式和全立式三种形式的压铸机。热室压铸机立式

冷室卧室全立式（2）压铸机的主要参数a合型力（锁模力）（千牛）————————KN b压射力（千牛）—————————————KN c动、定型板间的最大开距——————————mm d动、定型板间的最小开距——————————mm e动型板的行程———————————————mm f大杠内间距（水平×垂直）—————————mm g大杠直径—————————————————mm h顶出力——————————————————KN i顶出行程—————————————————mm j压射位置（中心、偏心）——————————mm k一次金属浇入量（Zn、Al、Cu）———————Kg l压室内径（Ф）——————————————mm m空循环周期————————————————s n铸件在分型面上的各种比压条件下的投影面积注：还应有动型板、定型板的安装尺寸图等。2、压铸合金压铸件所采用的合金主要是有色合金，至于黑色金属（钢、铁等）由于模具材料等问题，目前较少使用。而有色合金压铸件中又以铝合金使用较广泛，锌合金次之。下面简单介绍一下压铸有色金属的情况。（1）、压铸有色合金的分类

铅合金自由收缩混合收缩受阻收缩锡合金0.3-0.4% -----0.2-0.3%

0.4-0.5% 低熔点合金锌合金--------0.3-0.4% 0.4-0.6% 0.6-0.8%

铝铝合金0.5-0.7% 铝硅系--0.3-0.5% 0.7-0.9% 压铸有色合金

铜系0.7-0.9% 铝镁系---0.5-0.7%

0.9-1.1%

镁合金----------0.5-0.7% 铝锌系高熔点合金

）、各（2 铜合金0.9-1.1% 0.7-0.9%

结构简>3mm 铸件平均壁厚铸件平均壁厚≤合金种类温度类压铸合金推荐的浇铸3mm

单结构复杂结构简单结构复杂

600-620 ℃610-650℃℃640-680 610-650铝硅系铝合金℃铝铜系℃600-640℃

660-700 630-660℃630-660℃640-680 铝镁系℃℃640-670 ℃660-700650-690℃℃600-650 ℃580-620 ℃620-660 ℃590-620 铝锌系

锌合金420-440℃430-450℃400-420℃420-440℃

镁合金640-680℃660-700℃640-670℃650-690℃

铜合金普通黄铜910-930℃940-980℃900-930℃900-950℃

硅黄铜900-920℃930-970℃910-940℃910-940℃

注注：①浇铸温度一般以保温炉的金属液的温度来计量。②锌合金的浇铸温度不能

超过450℃，以免晶粒粗大。二、压铸模压铸模是压铸生产三大要素之一，结构正确合理

的模具是压铸生产能否顺利进行的先决条件，并在保证铸件质量方面（下机合格率）起着重要的作用。由于压铸工艺的特点，正确选用各工艺参数是获得优质铸件的决定因素，而模具又是能够正确选择和调整各工艺参数的前提，模具设计实质上就是对压铸生产中可能出现的各种因素预计的综合反映。如若模具设计合理，则在实际生产中遇到的问题少，铸件下机合格率高。反之，模具设计不合理，例一铸件设计时动定模的包裹力基本相同，而浇注系统大多在定模，且放在压射后冲头不能送料的灌南压铸机上生产，无法正常生产，铸件一直粘在定模上。尽管定模型腔的光洁度打得很光，因型腔较深，仍出现粘在定模上的现象。所以在模具设计时，必须全面分析铸件的结构，熟悉压铸机的操作过程，要了解压铸机及工艺参数得以调整的可能性，掌握在不同情况下的充填特性，并考虑模具加工的方法、钻眼和固定的形式后，才能设计出切合实际、满足生产要求的模具。刚开始时已讲过，金属液的充型时间极短，金属液的比压和流速很高，这对压铸模来说工作条件极其恶劣，再加上激冷激热的交变应力的冲击作用，都对模具的使用寿命有很大影响。模具的使用寿命通常是指通过精心的设计和制造，在正常使用的条件下，结合良好的维护保养下出现的自然损坏，在不能再修复而报废前，所压铸的模数（包括压铸生产中的废品数）。实际生产中，模具失效主要有三种形式：①热疲劳龟裂损坏失效；②碎裂失效；③溶蚀失效。致使模具失效的因素很多，既有外因（例浇铸温度高低、模具是否经预热、水剂涂料喷涂量的多少、压铸机吨位大小是否匹配、压铸压力过高、内浇口速度过快、冷却水开启未与压铸生产同步、铸件材料的种类及成分Fe的高低、铸件尺寸形状、壁厚大小、涂料类型等等）。也有内因（例模

具本身材质的冶金质量、坯料的锻制工艺、模具结构设计的合理性、浇注系统设计的合理性、模具机（电加工）加工时产生的内应力、模具的热处理工艺、包括各种配合精度和光洁度要求等）。模具若出现早期失效，则需找出是哪些内因或外因，以便今后改进。①模具热疲劳龟裂失效压铸生产时，模具反复受激冷激热的作用，成型表面与其内部产生变形，相互牵扯而出现反复循环的热应力，导致组织结构二损伤和丧失韧性，引发微裂纹的出现并继续扩展一旦裂纹扩大还有熔融的金属液挤入加上反复机械应都使裂纹加速展为此，一方面压铸起始时模具必须充分预热。另外，在压铸生产过程中模具必须保在一定工作温度范中以免出现早期龟裂失效同时要确保模具投产前和制造中的因不发生问题因实际生产中多数的模具失效是热疲劳龟裂失效碎裂失在压力的

作用下模具会在最薄弱处萌生裂纹尤其是模具成型面上的划线痕迹或电加工痕迹被打磨光或是

成型清处均会最先出现细微裂纹晶存在脆性相晶粗大时容易断裂脆性断时裂纹的扩展很快，这对模具的碎裂失效是很危险的因素为此，方面凡模具面上的划痕、电加工痕迹等必须打磨光，即使它浇注系部位，也必须打光均好。③熔融失断裂韧冲击韧的强度高、塑性好模具材另外要求所使用的．

面已讲过，常用的压铸合金有锌合金、铝合金、镁合金和铜合金，也有纯铝压铸的，Zn、Al、Mg是较活泼的金属元素，它们与模具材料有较好的亲和力，特别是Al易咬模。当模具硬度较高时，则抗蚀性较好，而成型表面若有软点，则对抗蚀性不利。但在实际生产中，溶蚀仅是模具的局部地方，例内浇口直接冲刷的部位（型芯、型腔）易出现溶蚀现象，以及硬度偏软处易出现铝合金的粘模。压铸生产中常遇模具存在的问题注意点：1、

浇注系统、排溢系统例（1）对于冷室卧式压铸机上模具直浇道的要求：①压室内径尺寸应根据所需的比压与压室充满度来选定，同时，浇口套的内径偏差应比压室内径的偏差适当放大几丝，从而可避免因浇口套与压室内径不同轴而造成冲头卡死或磨损严重的问题，且浇口套的壁厚不能太薄。浇口套的长度一般应小于压射冲头的送出引程，以便涂料从压室中脱出。②压室与浇口套的内孔，在热处理后应精磨，再沿轴线方向进行研磨，其表面粗糙≤Ra0.2μm。③分流器与形成涂料的凹腔，其凹入深度等于横浇道深度，其直径配浇口套内径，沿脱模方向有5°斜度。当采用涂导入式直浇道时，因缩短了压室有效长度的容积，可提高压室的充满度。（2）对于模具横浇道的要求①冷卧式模具横浇道的入口处一般应位于压室上部内径2/3以上部位，